油基岩屑脱油残渣特性分析及制备免烧砖技术

以海上油基岩屑脱油残渣为基本原料制备免烧砖。对脱油残渣进行了表征,考察了脱油残渣掺加量对免烧砖性能的影响,并对免烧砖浸出液污染物进行了分析。实验结果表明：脱油残渣的元素组成以Si、Al、Fe、Ca和Ba为主,矿物组成以石英(SiO₂)、高岭土(Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O)和重晶石(BaSO₄)为主,粒径为1.58～50.63 μm;在脱油残渣、水泥、细集料、粗集料、石膏和聚乙烯醇的质量分数分别为20.0%,20.0%,47.5%,8.0%,4.0%,0.5%,水固(质量)比为14%的条件下,制得的免烧砖的抗压强度为15.69 MPa,吸水率为10.44%,软化系数为0.83,抗冻性能良好,建材性能满足《非烧结垃圾尾矿砖》(JC/T 422—2007)中MU15强度等级。脱油残渣作为掺加原料制备免烧砖,可以替代部分细集料,解决了油基岩屑脱油残渣上岸后的末端处置问题。     

高内相乳液模板法制备多孔聚合物及其吸油性能

以单体苯乙烯(St)和交联剂二乙烯基苯(DVB)为油相,以氯化钙和引发剂过硫酸钾的水溶液为水相(内相),采用乳液模板法制备了多孔聚合物,对多孔聚合物进行了表征,并考察了其吸油性能。结果表明：在m_Span80∶m_TiO2=9∶1、m_DVB∶m_St=1∶5、m₍(Span80+TiO₂))∶m ₍(St+DVB))=3∶10条件下,制备得到内相体积分数为92%的稳定高内相乳液。将高内相乳液在65 ℃下聚合得到多孔聚合物Span80-TiO₂/PS,其对有机溶剂及油品的饱和吸收量为37.8～75.9 g/g,经无水乙醇再生4次后的饱和吸收量仍保持在首次饱和吸收量的90%以上,具有良好的重复使用性能。     

淬火油泥的热解动力学分析及协同作用研究

采用热重差热分析法和傅里叶变换红外光谱分析联用的方法（TG-FTIR）研究淬火油泥（QOS）的热解过程,解析了热解过程的动力学特性,分析了其中的矿物油（MO）和残渣（SR）在QOS热解过程中的相互作用。实验结果表明：QOS热解过程包含油分热解阶段和矿物质分解阶段;低温段热解温度为150~520 ℃,高温段热解温度为800~980 ℃;SR的热解过程分为油分热解反应和残渣中Fe₂O₃的还原反应;MO的热解过程只有轻质油分的挥发和重质油分的热解。FTIR表征结果显示：QOS热解过程析出的气体主要为CO₂、CO和有机化合物;SR热解过程中CO₂的特征峰强度高于其他气体的特征峰强度;MO热解过程中烷烃的特征峰强度高于其他气体的特征峰强度,且MO主要以轻质油分为主。在QOS的热解过程中,初温~480 ℃时,SR所含的Fe₂O₃对MO的热解起促进作用,300 ℃左右时促进效果最明显。     

生态修复植物蜈蚣草中砷的回收

采用管式炉高温热解-NaOH-Na₂CO₃混合液碱浸-CuSO₄·5H₂O沉淀的方法回收生态修复植物蜈蚣草中的砷,最终得到产品砷酸铜。该方法的最佳工艺条件为：热解温度600 ℃,热解时间30 min,CaO加入量（CaO与蜈蚣草的质量比）8%; m（NaOH）∶m（Na₂CO₃）=1∶3,碱浸温度70 ℃, 碱浸时间2 h, 固液比1∶10; 沉淀反应pH 5, 沉淀反应温度70 ℃。采用该方法处理生态修复植物蜈蚣草,得到产品砷酸铜的纯度为93%,砷回收率达88%。     

废磷酸系刻蚀液制备电池级磷酸铁

以废磷酸系刻蚀液为原料、铁粉为铁源、H₂O₂为氧化剂，采用氧化沉淀法一步合成结晶态FePO₄。考察了铁磷摩尔比、反应温度、H₂O₂投加量、pH、煅烧温度对FePO₄制备的影响，利用XRD、SEM等手段表征了FePO₄的形貌和晶体结构。实验结果表明，在铁磷摩尔比1.000、反应温度90℃、n(H₂O₂)∶n(H₃PO₄)1.05、pH2.2～2.4、煅烧温度600℃的最佳工艺条件下，废刻蚀液中PO₄^3-、NO₃^-、醋酸的去除率分别为87.70%、87.42%和90.25%,FePO₄的产品转化率为77.99%，所制备的FePO₄晶体结构规则，结晶度高，粒径为2.0～6.0μm，铁、磷质量分数和杂质元素含量等指标均能满足《...     

活性碳纤维负载纳米TiO_2光催化材料的制备

采用浸渍液中添加环氧树脂黏结剂并高温热处理的方法,制备出活性碳纤维(ACF)负载纳米TiO2光催化材料。对光催化材料的表面形貌和TiO2晶相进行了表征,发现所制备的光催化材料很好地保持了m(锐钛矿型)∶m(金红石型)为79∶21的混晶结构。评价了光催化材料对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。结果表明,当浸渍液中黏结剂质量浓度为5g/L时,ACF负载纳米TiO2光催化材料失重率较低,表明TiO2的负载强度较高。浸渍液中黏结剂质量浓度为15g/L时,ACF上TiO2负载率最高,为65%。当浸渍液中黏结剂质量浓度为25g/L时,ACF负载纳米TiO2光催化材料对亚甲基蓝的降解率最高,反应120min时,亚甲基蓝降解率均接近100%。     

利用钛白粉工业副产物硫酸亚铁制备羟基氧化铁脱硫剂

以钛白粉工业副产物FeSO₄·7H₂O为原料,分别采用NaOH、NH₃·H₂O和Na₂CO₃作为沉淀剂合成了无定型FeO(OH),再混合羧甲基纤维素作为黏结剂、CaSO₄·2H₂O作为助剂制成脱硫剂。对所制备的FeO(OH)和脱硫剂进行了结构表征和脱硫性能评价。结果表明：3种沉淀剂制备的脱硫剂的穿透硫容(以新鲜脱硫剂吸收硫的质量分数计)的大小顺序为NH₃·H₂O>Na₂CO₃>NaOH;因Na₂CO₃碱性温和,对设备腐蚀性小,采用Na₂CO₃为沉淀剂合成工业级FeO(OH),以质量分数分别为75%、60%和50% 的FeO(OH)制备的工业样品脱硫剂的穿透硫容分别为31.29%、24.73%和21.17%,抗压碎力均值分别达到9...     

多维异质结光催化剂g-C3N4/WO3的制备及应用

采用原位热聚合法和溶剂热法分别合成了片状和球状两种g-C₃N₄/WO₃异质结,运用XRD、SEM和UV-Vis DRS等手段进行了表征,并考察了两种异质结对盐酸四环素(TC-HCl)的光催化降解效果。表征结果显示,二维(2D)g-C₃N₄/WO₃呈现堆叠或卷曲的不规则纳米片状,三维(3D)g-C₃N₄/WO₃由大量直径为1～5μm的纳米微球组成。实验结果表明：2D g-C₃N₄/WO₃比3D g-C₃N₄/WO₃具有更强的光催化活性,在TC-HCl质量浓度10 mg/L、光催化剂加入量200 mg/L的条件下,暗反应60 min后,再转用氙灯(500 mW/cm²)照射60 min,2D g-C₃N₄     

CuWO4/WO3的制备及其对含油污泥的光催化氧化处理

采用焙烧法在WO₃载体表面原位生成CuWO₄，构建了CuWO₄/WO₃光催化剂。利用XRD、拉曼光谱、XPS、SEM和EDS等表征了样品的结构和形貌，表征结果显示，CuWO₄/WO₃催化剂为异质结结构。CuWO₄/WO₃光催化去除含油污泥COD实验结果表明，CuWO₄/WO₃的光催化活性较WO₃有明显提升，Cu与W的质量比为4%的CuWO₄/WO₃催化剂的光催化活性最高，其6 h内COD去除率为94.2%。CuWO₄/WO₃光催化去除含油污泥COD过程中，·OH和·O₂^-为主要活性物种。     

磁性CuS/γ-Fe2O3复合材料光催化处理染料废水

以氯化铜、纳米γ-Fe₂O₃和硫脲为原材料,乙二醇为溶剂,采用溶剂热法制备了磁性CuS/γ-Fe₂O₃复合光催化剂。考察了该光催化剂对刚果红染料废水的处理效果。在m（CuS）:m（γ-Fe₂O₃）=2:1、刚果红初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂投加量为0.6 g/L的最佳工艺条件下,刚果红去除率达96.51%。阴离子Cl^-、NO₃^- 及SO₄^2-对该光催化剂的催化活性具有促进作用,其中SO₄^2–的促进作用最显著。该光催化剂具有较好的活性稳定性,重复使用6次后刚果红去除率仍高达90.50 %。     

氮掺杂碳负载Fe3O4活化过硫酸盐降解苯酚

以氮掺杂碳(NC)为前驱体，采用反向共沉淀法制备了Fe₃O₄/NC复合催化剂，通过SEM、TEM、FTIR等技术手段进行了表征，考察了该催化剂活化过二硫酸盐(PDS)降解苯酚的效果和影响因素。表征结果显示纳米Fe₃O₄成功负载至NC上。实验结果表明：Fe₃O₄/NC-PDS体系对苯酚具有良好的氧化降解效果，在苯酚溶液初始质量浓度20 mg/L、Fe₃O₄/NC加入量1.0 g/L、PDS加入量2.0 g/L、pH 7、反应温度25℃的条件下，反应120 min后，苯酚去除率达100%;Fe₃O₄/NC-PDS体系降解苯酚的途径包括自由基途径和非自由基途径两种方式，主要活性物种为¹O₂；在Fe₃O₄/NC-PDS降解苯酚过程中，苯酚的C—H键首先发生断裂，经过反位取代生成苯二酚，苯二酚...     

g-C3N4/MnO2@PANI光催化阴极的产电性能及其对废水中铜的回收效果

以石墨相氮化碳(g-C₃N₄)、二氧化锰(MnO₂)及苯胺(An)为原料,通过溶液沉积法及化学氧化聚合法制得g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极,将其应用于光催化微生物燃料电池(PMFC),考察其产电性能并回收含铜废水中的铜。表征结果显示,制备的电极层状结构上有球形和棒状小突起,材料致密。实验结果表明：g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极产电最大功率密度为48.4 mW/m²,内阻仅有475.2 Ω,其产电性能较佳;g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极的铜回收率达97.6%,重复使用4次后铜回收率均大于90%;回收的铜结晶性良好。     

选择性非催化还原法烟气脱硝工业试验

以氨水作为还原剂,在日产5kt的新型干法水泥生产线分解炉上进行选择性非催化还原脱硝工艺的工业性试验研究。在氨水质量分数为13.0%、喷入点温度为894℃、n（NH₃）∶n（NO_x）为1.2、雾化压力为0.35MPa的条件下,NO_x去除率最高,为72.8%,剩余NO_x质量浓度为196mg/m³,剩余NH₃质量浓度小于0.9mg/m³,远低于《水泥工业大气污染物排放标准》征求意见稿中限定的NO_x和NH₃质量浓度。     

抗坏血酸和铁系还原剂修复铬污染土壤

通过投加抗坏血酸(C₆H₈O₆)或铁系还原剂(FeCl₂,(NH₄)₂Fe(SO₄)₂,FeS)对重庆某化工厂的Cr污染土壤进行修复。除FeS外,其余3种还原剂对土壤中Cr(Ⅵ)的还原率均达80%以上,稳定效率均超73%,且投加量为理论值3倍和4倍时的效果相差不大。C₆H₈O₆相比于铁系还原剂表现出更好的长期稳定性,4~30 d的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)中Cr(Ⅵ)的浸出限值(1.5 mg/L)。投加3倍理论值C₆H₈O₆的土壤在30 d时的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度仅为0.83 mg/L,稳定效率高达98.3%。除FeS外,其余3种还原剂均显著增加了土壤中Cr的残渣态占比。FeCl₂和(NH₄)₂Fe(SO₄)₂会导致土壤pH降低。4种还原剂均未对土壤晶体结构产生明显影响。     

Cu-ZnIn2S4/Ti3C2高效光催化还原水中Cr(Ⅵ)

采用水热反应在超薄纳米片Ti₃C₂上原位生长Cu-Zn In₂S₄复合微球，合成出Cu-Zn In₂S₄/Ti₃C₂复合材料，并将其用于可见光下光催化还原水中Cr(Ⅵ)(50 mg/L)。表征结果显示：复合材料中的Cu主要以单质铜的形式存在，但含量较低；复合材料对可见光的吸收性能较Zn In₂S₄显著提升。实验结果表明：得益于Cu的掺杂提高了载流子密度和电荷传输效率以及其直接还原Cr(Ⅵ)的性能，光照60 min后Cu-Zn In₂S₄对Cr(Ⅵ)的去除率可达69.5%，高于Zn In₂S₄的44.3%；引入Ti₃C₂后，复合材料的强界面作用有效延长了光生载流子的寿命，使得光照60min后Cu-Zn In₂S_...     

g-C3N4-Bi2O3/Al2O3复合材料光催化还原水中U(Ⅵ)

采用热聚合法制备了氮化碳-氧化铋-氧化铝(g-C₃N₄-Bi₂O₃/Al₂O₃)光催化剂,并通过XRD、SEM、XPS等多种手段进行了表征,考察了该催化剂对模拟含铀废水中U(Ⅵ) 的光催化还原性能和重复利用性能,探讨了其光催化还原U(Ⅵ)的机理。结果表明,在g-C₃N₄-Bi₂O₃/Al₂O₃投加量为0.5 g/L、废水初始pH为5、U(Ⅵ)质量浓度为10 mg/L的条件下,经暗反应30 min、光反应60 min后,废水中U(Ⅵ)去除率达到98%。g-C₃N₄-Bi₂O₃/Al₂O₃重复使用5次后对U(Ⅵ)的去除率仍可达85%,表现出良好的稳定性和重复利用性能。g-C₃N<...     

α-Fe2O3/γ-Fe2O3/Cu2O的制备及其对橙黄G的催化降解性能

通过对常规CuFeO₂进行修饰,合成了复合催化剂α-Fe₂O₃/γ-Fe₂O₃/Cu₂O(CuFe-13),采用XRD、FTIR、SEM、VSM等技术进行了表征,考察了CuFe-13-过一硫酸盐(PMS)体系对橙黄G (OG)的催化降解性能,分析了催化剂加入量、PMS浓度和反应p H对OG降解性能的影响。实验结果表明：在Cu Fe-13加入量为0.20 g/L、PMS浓度为1.0 mmol/L、pH为7.0的条件下,CuFe-13-PMS体系的催化降解性能最佳,反应30 min后OG的去除率为100%,反应120 min后TOC的去除率为73.4%;在CuFe-13-PMS体系中,起主要作用的活性物种为¹O₂、SO₄^-·和·OH。     

MAP-DMSO-PMDETA三元相变吸收剂的CO2捕集性能

以仲胺3-甲基胺基-1-丙醇(MAP)为主吸收剂、二甲基亚砜(DMSO)为有机稀释剂、五甲基二乙烯三胺(PMDETA)为辅助吸收剂,制备了新型MAP-DMSO-PMDETA三元相变吸收剂,考察了其相变行为和CO₂吸收性能。实验结果表明：在MAP、DMSO与PMDETA的质量比为3∶6∶11,吸收温度为40℃,CO₂体积分数为10%,进气流量为1.25 L/min的优化条件下,吸收饱和后发生液液分相,吸收剂负载量为0.79 mol/kg,吸收负荷为0.47 mol/mol(以MAP计),富相的体积分数为45.1%,并富集了95.1%的CO₂,而黏度仅为11.83 mPa·s;该三元相变吸收剂不仅解吸性能优异,同时循环稳定性良好,经5次吸收-解吸循环,解吸负荷稳定在0.34 mol/mol(以MAP计)左右,解吸效率可达69.4%。     

草酸浸取废SCR催化剂制备光催化剂

采用草酸浸取废SCR催化剂,得到钛钨粉,制备Bi₂WO₆/钛钨粉复合光催化剂,考察了其对罗丹明B的光催化降解性能。制备光催化剂的优化工艺条件为：采用聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,n（Bi₂WO₆）∶n（钛钨粉）=2∶1,前驱液pH为5,水热反应时间为18 h。在此条件下制备的光催化剂在可见光下降解罗丹明B,反应 60 min,罗丹明B降解率达94.30%。表征结果显示：钛钨粉小颗粒散落在Bi₂WO₆片表面,为光催化反应提供了更多的活性位点;Bi₂WO₆和钛钨粉两者结合可提高光生电子和空穴的分离效率,进而提高催化剂的光催化活性。Bi₂WO₆/钛钨粉光催化剂对罗丹明 B 的降解符合一级反应动力学规律。     

磁性分子筛负载TiO2复合光催化剂的制备及性能

采用超声辅助水热法合成了磁性分子筛Fe₃O₄/SSZ-13,然后通过溶胶-凝胶法对其继续负载TiO₂制得复合光催化剂TiO₂-Fe₃O₄/SSZ-13。借助XRD,FTIR,SEM,TEM,VSM,UV-Vis,PL对其形貌、结构及性能进行了表征,并考察了其光催化性能。表征结果表明,Fe₃O₄的加入不会改变分子筛的原有结构,复合材料的光响应范围扩大,电荷分离效率提高。降解实验结果表明,光照40 min时活性艳红的去除率可达89.7%,光照60 min时活性艳红去除率可达最大（93.6%）,较TiO₂提高了5.7%。此外,这种材料还具有较强的磁性,饱和磁化强度为17.80 （A·m²）/kg,可通过外加磁场回收。